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辽宁省大连市高中化学第二章化学反应与能量2.2化学能与电能教案新人教版必修2课件

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第二节．化学能与电能
一、化学能转化为电能
师：同学们，你知道地球一小时吗？有谁参与了这次全球性的活动吗？那你知道地球一小时
的目的吗？

生：为了应对全球气候变化、节能减排。
师：环保意识很强
现代社会常常是星光璀璨、灯火辉煌，这都离不开电。如果地球现在没有电了，我们要怎么
办呢？

我的一位学生曾经说，他可以用生活中的桔子、柠檬等等做成水果电池，提供电能。你觉得
可行吗？

我们来试一试。怎么检验电流呢？
生：电流表
教师演示 电流表指针偏转
师：看来还真是能够提供电能。我们将这种化学能转化为电能的装置就称为原电池。
板书：第二节 化学能与电能
一、化学能转化为电能
1、原电池定义：化学能转化为电能的装置。
师：要将化学能转化为电能，就得存在电子转移，那一定得是什么反应？（氧化还原反应），
并且没有外界做功，所以必须是自发的氧化还原反应。

板书：2.原电池的形成条件
（1）自发的氧化还原反应
师：我们这节课就是要自己动手做原电池的装置。首先请各组派一名代表来观察这套装置由
哪几部分组成

生：电流表、导线、金属片、柠檬
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师：好。观察的非常全面、仔细。
那这两个金属片材料是否相同呢？这柠檬汁又起了什么左用呢？带着这样两个问题，下面请
同学们利用老师提供的实验仪器和用品来组内先讨论实验方案、再组装电池，做好实验记录。

组装过程中，如果有什么疑问，欢迎与老师交流。

学案中 二：实验探究：原电池的形成条件
实验仪器和用品：锌片、铜片、碳棒、一次性筷子
稀硫酸、硫酸铜溶液、无水乙醇、浸有食盐水的湿布
电流表 、导线、烧杯、洗瓶、滤纸
温馨提示：a.进行对比实验时，一般遵循控制单一变量的原则。
b.改变液体时，用洗瓶清洗电极，用滤纸擦干后，再浸入另一种液体中。
实验记录
实验序号 电极材料 液体 电流表指针 是否偏转 结论

师：好，我们做到这里。哪组同学来说说你们的设计思路、实验现象和结论。
生：
师：其他组，你们和这位同学思路、现象一样吗？再请一组同学来汇报一下。

师：非常好，既科学又严谨。

下面我们以锌-铜-稀硫酸这套装置为例来研究一下原电池的工作原理
在刚才的实验中，除了观察到电流表指针偏转，你还观察到了什么现象？
生：锌片、铜片上产生气泡
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师：为什么铜片上产生气泡了呢？是哪种金属与酸反应产生的气体？
生：应该为锌片，因为锌片比铜活泼；因为如果是铜电子，产生铜离子，溶液会变蓝，但实
验中溶液没变蓝，反过来说明不是铜，而是锌失电子

师：回答的非常清晰、非常棒。
好，产生的气体可能是什么呢？又要如何判断呢？
生：氢气、氧气、二氧化硫、硫化氢等
没有闻到刺激性气味，说明不是二氧化硫和硫化氢
从氧化还原反应化合价升降规律的角度。锌失电子，化合价升高，那另一种元素化合价要降
低，所以是氢离子得电子。从正一价降为0价，即生成了氢气

师：我们确定了锌失电子，可电子却到了铜片上，那电子是从溶液传递还是导线传递的呢？
怎么判断的？

生：导线传递，因为电流表指针发生了偏转
师：铜片不参加反应，起了什么作用呢？
生：导体、电极
师：那到底原电池是如何将化学能转化为电能的呢?我们来观看一段视频，重点观察铜片和锌
片上的反应、电子的流向以及阴阳离子的移动方向。

师：通过观看视频，你看到了什么？
生：
师：根据物理中电子的流向，你能确定锌片和铜片的名称吗？
生：电子流出的为负极，所以锌片为负极；电子流入的为正极，所以铜片为正极。
师：锌片和铜片上的反应称为电极反应，从电子得失的角度，锌片和铜片上分别是什么类型
的反应呢？

生：
师：电极反应相加，即为总反应方程式，是什么呢？ 生：
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师：通过原电池装置将氧化反应和还原反应分开进行，在此过程中，电子沿导线由负极流向
正极，而溶液中阳离子移向正极，阴离子移向负极，这样，带电粒子定向移动，形成电流，
实现了化学能转化为电能。

师：如果将硫酸换成硫酸铜溶液，是否形成原电池？试着判断正负极、写出电极反应以及总
反应，预测实验现象。请独立完成，答案就写在学案上。

生：

师：谁能来试着叙述一下工作原理呢？勇敢一些
生：

师：如果将溶液换成硫酸和硫酸铜的混合溶液，首先会出现什么现象呢？
生：

师：下面我们来回顾一下这节课你有哪些收获
生：原电池的定义、构成条件和工作原理
师：同学们，你们不仅学习了知识，你们还自己动手做了原电池装置。还有的同学用不同金
属做电极，与浸有食盐水的湿抹布相连，构成了伏打电池。知道伏打电池吗？200年前，伏打
受到青蛙抽搐实验的启发，经过20年的潜心研究，发明的世界上第一块电池。结果今天你们
在课堂上做出来了，你们太了不起、太伟大啦！（此处应有掌声）

师：不过，我们做的这些原电池装置能用来听MP3，去给手机充电吗？为什么呢？
生：不能，应用不方便
师：包括当年的伏打电池在内，也无法直接使用。于是一代代科学家反复研究、改进，又经
过了80多年，便于携带的干电池才广泛使用。这样，足足经历了100多年。
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近些年，各种实用电池问世，小至锌锰电池、纽扣电池、锂电池，大至瑞士馆的太阳能电池、
神舟飞天号的能源燃料电池，上海世博会上更推出了100%燃点电池电动车，开创了低碳世博，
倡导了 科技环保的新理念。

同学们，科学研究的道路实在艰辛啊，我们向科学家致敬！学习！在学习的道路上，面对挫
折，不要轻言放弃，要勇往直前！因为未来在我们手中！

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人教版化学必修二2.2-化学能与电能-配套讲课课件

人教版化学必修二2.2-化学能与电能-配套讲课课件

A．CH3OH(g)＋O2(g)===H2O(l)＋CO2(g)＋2H＋(aq)＋2e－ B．O2(g)＋4H＋(aq)＋4e－===2H2O(l)
C．CH3OH(g)＋H2O(l) －6e－ ===CO2(g)＋6H＋(aq) D．O2(g)＋2H2O(l)＋4e－===4OH－(aq)
【答案】 C 【点拨】 甲醇燃料电池是甲醇在负极发生氧化反应，氧气在 正极发生还原反应，故B、D错误；A项不是电极反应式。
特点：高能电池，电压高，质量轻， 贮存时间长等。
用途：电脑、手表、心脏起搏器等。
（3）燃料电池
氢氧燃料电池(碱性介质）：
负极：
2H2＋4OH— －4e— ＝4H2O （氧化反应）
正极：
氢氧燃料电池结构
O2＋H2O＋4e—＝4OH—（还原反应） 总反应：2H2＋O2＝2H2O
练习 科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利 用细菌将有机物转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质的 燃料电池发电，电池负极反应为( )
阳离子向正极移动 阴离子向负极移动
练习2：请在图上标出电子的流动方向和电流方向,
并判断正负极，写出电极反应式和总反应式.
I e-
e- I
Ag
Fe
Zn
Cu
H2SO4 (aq)
CuSO4 (aq)
负极( Fe ): Fe－2e - = Fe 2+ . 负极( Zn): Zn－2e - = Zn2+ .
人教版高一化学必修二第二章第二节化学能和电能
间接：化学能燃烧热能蒸汽机械能发动机电能
装置
直接：
原电池
工 作
概
构 成
原念条
理
件
原电池知识要点
高中化学必修二课件-2.2化学能与电能2-人教版

高中化学必修二课件-2.2化学能与电能2-人教版


实验现象：电流计指针发生偏转，Cu片上
有气泡产生
思考：电流计指针为
什么偏转？
解析：电子定向移动形
成电流。
【实验2-4-3】
A
Zn
Cu
锌表面无气泡， 实验现象 铜表面有气泡，
电流表发生偏转。
稀H2SO4
解释实验现象
电子由Zn 导线 铜片 H+ 定向移动产生 电流，故电流表的指针发生偏转。
思考问题 寻找答案
(B )
A．a > b > c > d B．a > c > d > b
C．c > a > b .> d D．b > d > c > a
谢谢
第二节 化学能与电能
本节要点
1. 什么是原电池？ 2. 原电池的工作原理？ 3. 构成原电池的条件？
想一想
有些人把能源分为一次能源和二次能 源，请问太阳能和电能属于哪一类呢？
一次能源：直接从自然界取得的能源，例如流 水、风力、原煤、石油、天然气、天然铀矿等 。二次能源：一次能源经过加工、转换得到的能 源，例如电力、蒸汽等。
a.我国煤炭资源丰富,廉价方便; b.电能清洁安全,又快捷方便。
a.排出大量的温室效应气体 b.有废气可能导致酸雨 c.废料废水 d.储量有限 e.能量转换效率低
能否将化学能直接转变为电能供我们使用呢？
煤燃烧的本质—— 氧化还原反应
化学能 氧化剂 化学能
热 能 机 械 能
电
还原剂
还原剂
失e-
氧化剂
Zn
石墨
稀硫酸
【问题二】
为什么H+在铜片上得到电子，而不是 在锌片上得到电子？
人教版高中化学必修二课件-2.2化学能与电能

人教版高中化学必修二课件-2.2化学能与电能

第二节 化学能与电能
思考：火力发电有什么缺点？
1.煤炭是非可再生资源，会造成能源危机
2.煤炭燃烧会产生污染性气体 3.经多次转换，能量损耗大，燃料的利用率低
直接？
原电池：把化学能转变为电能的装置。
探究：原电池由几部分组成，它的构成条件是什么？
第一组: 原电池 的两级
第二组: 原电池 的溶液
第三组: 原电池 的电路
G
G Cu
G Cu
不偏转
NaCl溶 液
偏转
偏转
电极材料均插入 电解中质。溶液
第三组: 原电池 的电路
实验探究1
G
G Cu
电流计 指针是 否偏转
构成原 电池的 条件三:
不偏转
两极相连形成
偏转
闭。合电路
一、原电池
1、构成原电池的条件(两极一液一连线) ★电极：有两种活泼性不同的金属（或一 种是能导电的非金属单质）作电极 ★溶液：电极材料均插入电解质溶液中 ★导线：两极相连形成闭合电路
3.现有如下两个反应：
(A)NaOH＋HCl===NaCl＋H2O
(B)Cu＋2Ag＋===Cu2＋
(1)根据两反应本质，判断能否设计成原电池_________。 (2)如果不能，说明其原因_______________。 (3)如果可以，则写出正、负极材料、 其电极反应式、反应类型(“氧化反应”或“还原反应”)： 负极：________，__________________，________。 正极：________，_____________________，________。
【当堂过关】 1.下列装置能形成原电池的是( )
A.①②③⑦ C.①②③④
B.①②⑤⑥ D.①②③⑥⑦
高一化学必修Ⅱ人教新课标第二章第二节2.2化学能和电能(共22张ppt)

高一化学必修Ⅱ人教新课标第二章第二节2.2化学能和电能(共22张ppt)

H2SO4为电解质溶液的氢氧燃料电池的电极反应 式
负极：2H2–4e-===4H+ 正极：O2+4H++4e-====2H2O
电解质溶液为KOH溶液的氢氧燃料电池的电极反应式该如何写？
负极：2H2 + 4OH--4e- ==== 4H2O 正极：O2 + 2H2O +4e-====4OH碱性条件下 ——有效地防止电解质溶液对外壳的腐蚀
2、根据电流方向或电子流动方向判断：
电流是由正极流向负极；
电子流动方向是由负极流向正极。
3、根据原电池两极发生的变化来判断： 原电池的负极总是失电子发生氧化反应，
正极总是得电子发生还原反应。
4、电极反应现象．
不断溶解，质量减少为负极；有气体产生 加或不变为正极
(H2),或质量增
8．下列化学电池不易造成环境污染的是 ( A )
A． 氢氧燃料电池 B．锌锰电池
C．镍镉电池
D． 铅蓄电池
9．对于锌一铜一稀酸组成的原电池装置中，当导线中有1 mol 电子通过时，理论上的两极变化是( A )。
①锌片溶解了32.5g
②锌片增重32.5g
③铜片上析出lg H2
④铜片上析出1mol H2
A．正极附近的SO42－离子浓度逐渐增大 B．电子通过导线由铜片流向锌片
C．正极有O2逸出 D．铜片上有H2逸出
2．一个原电池的总反应的离子方程式是Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu， 该反应的原电池的正确组成是( C )
AB
C
正极
Zn Cu Cu
负极
Cu Zn Zn
电解质溶液 CuCl2 H2SO4 CuSO4
14．关于用水制取二级能源氢气，以下研究方向不正确的是( AD )。 A．构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可研究在水不